吸着の影響を受けにくい酵素活性のON-OFF制御型グルコースセンサーの開発

• Project/Area Number: 07750890
• Research Category: Grant-in-Aid for Encouragement of Young Scientists (A)
• Allocation Type: Single-year Grants
• Research Field: 生物・生体工学
• Research Institution: Waseda University
• Principal Investigator: 吉見 靖男 早稲田大学, 理工学部, 助手 (30267421)
• Project Period (FY): 1995
• Project Status: Completed (Fiscal Year 1995)
• Budget Amount: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000); Fiscal Year 1995: ¥900,000 (Direct Cost: ¥900,000)
• Keywords: グルコースセンサー / 酵素活性 / ON-OFF制御 / フェロセン / 電子運搬体 / ポリピロール

Research Abstract

導電性ポリピロールを用いてグルコース酸化酵素を白金電極表面に固定したグルコースセンサーでは、グルコース濃度測定範囲が0〜200mg/dlであった。この測定範囲は、糖尿病患者の血糖値の上限である500mg/dlに対して十分ではなかった。このため、基盤電極を白金電極からフェロセンを混合したカーボンペースト電極に代えたところ、グルコース濃度測定範囲が0〜1100mg/dlとなり、高濃度まで応答することが確認された。電極に混合したフェロセンが、電極に電位を印加することにより酸化されてフェリシニウムイオンとなり、電極から酵素固定膜内に拡散する。このイオンが、グルコースを酸化して還元体となった酵素を再酸化する。このように、フェロセンが電子運搬体として働くことにより、酵素と電極間の導電体としてポリピロールのみを用いる場合よりも、酵素と電極間の電子移動がスムーズになったためと考えられる。基盤電極として、フェロセンを混合したカーボンペースト電極を用いることにより、糖尿病患者の血糖値を充分測定できることが示唆された。
しかし、同一のセンサーを繰り返し使用した場合、測定回数の増加とともに、応答電流に低下がみられた。この原因としては、電極からイオンとなって酵素固定膜内に拡散したフェロセンが、膜内から溶液中に拡散してしまい、電極内のフェロセンの混合比が低下してしまうためであると考えられる。測定後の溶液をICP発光分析法にて分析を行ったところ、Feが検出された。このことから、フェロセンが溶出していることが確認された。今後、フェロセンを固定化する方法の確立が必要である。